Influencia del Modelo de Cable de Banda Ancha para Conexiones de Inversor-Motor de Vehículo Eléctrico: Un Análisis Comparativo
Autores: Arafat, Easir; Ghassemi, Mona
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Influencia del Modelo de Cable de Banda Ancha para Conexiones de Inversor-Motor de Vehículo Eléctrico: Un Análisis Comparativo
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Vehículos eléctricos
Conexiones de inversor a motor
Semiconductores de banda ancha
Sobretensiones transitorias
Fallo del devanado del motor
Sistemas de aislamiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Los vehículos eléctricos (VE) dependen de conexiones robustas entre el inversor y el motor para garantizar un funcionamiento de alta eficiencia bajo las desafiantes condiciones impuestas por los semiconductores de banda ancha (WBG). Las altas frecuencias de conmutación y los rápidos tiempos de subida de voltaje en los inversores WBG conducen a sobrevoltajes transitorios repetitivos, causando degradación del aislamiento y fallos prematuros en el devanado del motor. Este estudio propone un modelo de banda ancha (WB) de cables de VE, desarrollado en EMTP-RV, para mejorar la precisión de la predicción de voltajes transitorios en comparación con el modelo tradicional de parámetros constantes (CP). Utilizando un cable dedicado a VE disponible comercialmente, el modelo WB incorpora efectos parasitarios dependientes de la frecuencia calculados a través de la técnica de ajuste vectorial. El diseño del motor se apoya en simulaciones de COMSOL Multiphysics y MATLAB 2023, aprovechando el modelo de línea de transmisión multiconductor (MCTL) para la validación. Utilizando datos prácticos del modelo Toyota Prius 2010, incluyendo la longitud del cable, las especificaciones del motor y las calificaciones de potencia, se estudian los sobrevoltajes transitorios generados por inversores de alta frecuencia. El modelo propuesto demuestra una mejor alineación con escenarios del mundo real, proporcionando valiosos conocimientos para optimizar los sistemas de aislamiento para aplicaciones de VE.
Descripción
Los vehículos eléctricos (VE) dependen de conexiones robustas entre el inversor y el motor para garantizar un funcionamiento de alta eficiencia bajo las desafiantes condiciones impuestas por los semiconductores de banda ancha (WBG). Las altas frecuencias de conmutación y los rápidos tiempos de subida de voltaje en los inversores WBG conducen a sobrevoltajes transitorios repetitivos, causando degradación del aislamiento y fallos prematuros en el devanado del motor. Este estudio propone un modelo de banda ancha (WB) de cables de VE, desarrollado en EMTP-RV, para mejorar la precisión de la predicción de voltajes transitorios en comparación con el modelo tradicional de parámetros constantes (CP). Utilizando un cable dedicado a VE disponible comercialmente, el modelo WB incorpora efectos parasitarios dependientes de la frecuencia calculados a través de la técnica de ajuste vectorial. El diseño del motor se apoya en simulaciones de COMSOL Multiphysics y MATLAB 2023, aprovechando el modelo de línea de transmisión multiconductor (MCTL) para la validación. Utilizando datos prácticos del modelo Toyota Prius 2010, incluyendo la longitud del cable, las especificaciones del motor y las calificaciones de potencia, se estudian los sobrevoltajes transitorios generados por inversores de alta frecuencia. El modelo propuesto demuestra una mejor alineación con escenarios del mundo real, proporcionando valiosos conocimientos para optimizar los sistemas de aislamiento para aplicaciones de VE.